CN105248016B - 锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，它包括施肥箱体、施肥管道、施肥量控制阀、固态颗粒引流壳、施肥夹头、锥形空心钻等部分。通过施肥量控制阀的开合状态可以调节施肥量输入的多少，实现定量施肥；锥形空心钻的锥形面上螺线的螺距保持恒定，圆台部分两麻花刃之间的截面变化均匀，随着圆台高度的变化，从空心麻花钻尖部到圆台底部的刃间截面逐渐增大，能够保证在钻孔时泥土能够顺利导出，而不会堆积在空心麻花钻的刀刃之间；施肥夹头上的四个肥料引流孔和固态颗粒引流壳相配合可以将肥料从外部导入锥形空心钻中心；电机反转实现施肥。本发明结构简单，效率高，采用锥形空心麻花钻，可实现打孔施肥一体化作业。
Description
技术领域
本发明涉及钻头结构设计技术领域，尤其涉及一种锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置。
背景技术
林地深施肥机械化水平底下，处于起步阶段。果树多生长在山坡，目前多采用人工施肥，将固体颗粒物洒在土壤表面上，烈日瀑晒，肥料蒸发了，雨季季节，雨水把肥料冲走了，导致资源浪费，同时造成下游土壤污染。所以研制出一种在果树深施肥装置，将固态肥植入土壤表面意义重大。
现有的果树固态肥施肥机械分为如下几种，1、机械钻孔和人工辅助施肥。缺点，施肥量无法实现精密控制，同时作业成本高，生产率低，劳动强度大。2、先机械打孔，后施肥。采用人力或动力先打孔，打孔装置做直线运动，反作用力大，只能在松软的土壤环境下作业，无法在土壤容重较大的场合作业。3、先机械钻孔，后施肥。该装置采用实心钻头，打孔装置和施肥装置分离。体积大，只适合平地作业，无法在斜坡上作业。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，该装置结构简单、效率高，采用锥形空心麻花钻，可实现打孔施肥一体化作业(正转打孔，反转施肥)。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，包括：料箱盖、固态肥料料箱、施肥管道、施肥量控制阀、四方轴、电钻、固态颗粒引流壳、施肥夹头、锥形空心钻、电池、第一销轴、引流套筒、第二销轴；其中，料箱盖与固态肥料料箱通过螺纹旋接；所述固态颗粒引流壳的上部为具有弹性的薄片环绕而成的未封闭的中空圆柱体，固态颗粒引流壳的下部为中空圆柱体，在固态颗粒引流壳的侧壁上开有进料口；固态颗粒引流壳的下部穿过电钻的夹头套接在电钻的外壳上，固态颗粒引流壳的上部套在电钻的机体上；电池安装在电钻上，为电钻供电；固态肥料料箱的出料口通过施肥管道与固态颗粒引流壳的进料口相连；在施肥管道上设置施肥量控制阀，用于控制施肥量；所述四方轴安装在电钻的夹头上，施肥夹头通过四方轴固定安装在电钻的夹头上，并通过第一销轴限制施肥夹头沿四方轴的轴向移动；所述引流套筒安装在施肥夹头的下部外壁上，用于将固态肥料引入到施肥夹头内；所述锥形空心钻通过第二销轴安装在施肥夹头的下部；所述锥形空心钻由中空圆柱体和侧壁具有若干螺旋叶片的中空圆台一体成型而成；所述若干螺旋叶片交汇点为中空圆台的侧面延伸的交点；螺旋叶片的螺旋线沿中空圆台的侧面旋转一周为一个导程，螺旋叶片的导程大于中空圆台的高度；所述中空圆台的锥度小于20°。
进一步的，所述施肥量控制阀包括施肥量控制通道和施肥量控制卡；其中，施肥量控制通道为中空圆柱体，其中空圆柱体的轴线和施肥量控制通道几何轴线不重合；施肥量控制通道的中部具有凹槽，在凹槽上左右对称设有导轨；所述施肥量控制卡的下部为圆柱体，圆柱体侧面上具有连接柱，连接柱上端连接弧形手柄；施肥量控制卡下部的圆柱体的柱面左右两侧具有槽孔；肥量控制通道上的导轨与施肥量控制卡上的槽孔配合，施肥量控制卡沿导轨上下移动，实现施肥量的控制。
进一步的，所述施肥夹头为中空圆柱体，其上部沿轴线方向开有四方孔，用于与四方轴配合，在圆周处开有销孔，用于安装第一销轴，使施肥夹头固定在四方轴上；施肥夹头的中部侧壁上均匀开有若干肥料引流孔和一个环型凹槽；施肥夹头的下部开有圆柱孔，其侧壁上开有销孔，用于安装第二销轴。
进一步的，所述施肥夹头的中部侧壁上均匀开有若干肥料引流孔的个数为四个。
进一步的，所述引流套筒为上口大下口小的套筒，引流套筒的下端内壁具有凸缘，引流套筒的凸缘与施肥夹头的环型凹槽配合。
进一步的，所述螺旋叶片的数量为三片。
进一步的，所述螺旋叶片的螺旋线为等距螺旋线，螺旋叶片的一个导程为3倍螺距。
进一步的，所述中空圆台的锥度优选值至10°。
本发明的有益效果是：
1)采用锥形空心麻花钻来实现打孔，内部开有施肥通道，肥料可以通过特殊的施肥夹头进入锥形空心麻花钻的施肥通道来实现施肥，其前端的刀面和螺旋导流面可以避免泥土堵住钻头，从而实现打孔和施肥的同步。螺线选用等距螺线，三线型。锥形面上螺线的螺距保持恒定，两麻花刃之间的截面变化则能够保证在钻孔时泥土能够顺利导出，而不会堆积在空心麻花钻的刀刃之间。
2)施肥量控制阀由施肥量控制通道和施肥量控制卡组成，通过调节施肥量控制卡15方便实现施肥量的控制。
3)由于采用的是锥形空心麻花钻来实现施肥，因此普通的夹头无法满足设计要求；施肥夹头中部圆周外壁设置四个肥料引流孔，可以很好的引导固态颗粒进入锥形空心钻的空心部位。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的局部放大图；
图3为本发明的固态颗粒引流壳的结构示意图；
图4为本发明的施肥量控制阀的结构示意图，图中，图a为施肥量控制阀主视图，图b为施肥量控制阀左视图，图c为施肥量控制阀开启状态图，图d为施肥量控制阀闭合状态图；
图5为本发明的施肥夹头的结构示意图；
图6为本发明的锥形空心钻的结构示意图；
图中，料箱盖1、固态肥料料箱2、施肥管道3、施肥量控制阀4、四方轴5、电钻6、固态颗粒引流壳7、施肥夹头8、锥形空心钻9、电池10、第一销轴11、引流套筒12、第二销轴13、施肥量控制通道14、施肥量控制卡15、导轨16、槽孔17、肥料引流孔18。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1和2所示，一种锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，包括：料箱盖1、固态肥料料箱2、施肥管道3、施肥量控制阀4、四方轴5、电钻6、固态颗粒引流壳7、施肥夹头8、锥形空心钻9、电池10、第一销轴11、引流套筒12、第二销轴13；其中，料箱盖1与固态肥料料箱2通过螺纹旋接；如图3所示，所述固态颗粒引流壳7的上部为具有弹性的薄片环绕而成的未封闭的中空圆柱体，固态颗粒引流壳7的下部为中空圆柱体，在固态颗粒引流壳7的侧壁上开有进料口；固态颗粒引流壳7的下部穿过电钻6的夹头套接在电钻6的外壳上，固态颗粒引流壳7的上部套在电钻6的机体上；电池10安装在电钻6上，为电钻6供电；固态肥料料箱2的出料口通过施肥管道3与固态颗粒引流壳7的进料口相连；在施肥管道3上设置施肥量控制阀4，用于控制施肥量；如图4所示，所述施肥量控制阀4包括施肥量控制通道14和施肥量控制卡15；其中施肥量控制通道14为中空圆柱体，其中空圆柱体的轴线和施肥量控制通道14几何轴线不重合；施肥量控制通道14的中部具有凹槽，在凹槽上左右对称具有导轨16；所述施肥量控制卡15的下部为圆柱体，圆柱体侧面上具有连接柱，连接柱上端连接弧形手柄；施肥量控制卡15下部的圆柱体的柱面左右两侧具有槽孔17；肥量控制通道14上的导轨16与施肥量控制卡15上的槽孔17配合，施肥量控制卡15沿导轨16上下移动，实现施肥量的控制；四方轴5安装在电钻6的夹头上，施肥夹头8通过四方轴5固定安装在电钻6的夹头上，并通过第一销轴11限制施肥夹头8沿四方轴5的轴向移动；如图5所示，所述施肥夹头8为中空圆柱体，其上部沿轴线方向开有四方孔，用于与四方轴5配合，在圆周处开有销孔，用于安装第一销轴11，使施肥夹头8固定在四方轴5上；施肥夹头8的中部侧壁上均匀开有4个肥料引流孔18和环型凹槽；施肥夹头8的下部开有圆柱孔，其侧壁上开有销孔，用于安装第二销轴13；所述引流套筒12为上口大下口小的套筒，引流套筒12的下端内壁具有凸缘，引流套筒12的凸缘与施肥夹头8的环型凹槽配合；锥形空心钻9通过第二销轴13安装在施肥夹头8的下部；如图6所示，所述锥形空心钻9由中空圆柱体和侧壁具有若干螺旋叶片的中空圆台一体成型而成；所述螺旋叶片选用等距螺旋线、三线型；螺旋叶片的螺旋线沿中空圆台的侧面旋转一周，正好为一个导程，螺旋叶片的导程大于中空圆台的高度；三条螺旋叶片交汇点为中空圆台的侧面延伸的交点；为实现有效的打孔，锥形空心钻9的锥度应尽量小，其锥度应控制在20°之内，综合考虑锥度为10°较为合适。为提高旋进效率，使得锥形空心钻9更易旋入泥土，避免单位高度变化过程中其旋角变化过大，锥形空心钻9的钻头部分设计采用多线型；考虑到螺旋叶片应该具有足够的强度，同时具有足够的螺旋面宽度，线型数不宜过大，且螺旋叶片的尺寸又不宜过大，以免无法有效的导出泥土，因此线型数又不宜过少，经过试验比较，三线型的螺旋线为最佳线型数；同时，为保证其两刃间的截面均匀变化，从圆台顶部到圆台底部，其刃间截面逐渐增大，锥形空心钻9的螺线选取等距螺旋线；并且土壤环境中的工作环境较为复杂，若单位高度上螺旋线沿中空圆台的侧面旋转角度太大，泥土在螺旋刃表面的滞留时间延长，势必会导致螺旋叶片表面的磨损加剧，同时，泥土又不易沿表面导出，容易堆积，滞留在刃间表面。而螺旋线沿中空圆台的侧面旋转角度过小，则锥形空心钻9的螺旋叶片的叶刃磨损和点蚀加剧，锥形空心钻9的使用寿命降低。因此其螺旋线沿中空圆台的侧面旋转角度需要和螺旋叶片的结构和尺寸相配合，且螺旋叶片的螺旋线沿中空圆台的侧面旋转，螺旋叶片沿着中心轴线方向行进一个导程较为合适。
采用锥形空心钻9来实现打孔，内部开有施肥通道，肥料可以通过施肥夹头8进入锥形空心麻花钻9的施肥通道来实现施肥，其前端的刀面和螺旋导流面可以避免泥土堵住钻头，从而实现打孔和施肥的同步；锥形面上螺线的螺距保持恒定，圆台部分两麻花刃之间的截面变化均匀，随着圆台高度的变化，从空心麻花钻尖部到圆台底部的刃间截面逐渐增大，能够保证在钻孔时泥土能够顺利导出，而不会堆积在空心麻花钻的刀刃之间。
本装置可以实现：1)挖坑深度：30～250mm；要求能够适应不同容重下的土壤作业；2)挖坑直径：在30～50mm；3)钻头正反转工作，电池带电连续工作4小时以上。
本装置可以随身携带，采用背负式，可随身携带，工作过程如下：检查设备和肥料填充；关闭施肥量控制阀4，电钻6正转实现打孔动作；通过调节施肥量控制卡15控制施肥量，电钻6反转实现施肥动作。
Claims (8)
1.一种锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，其特征在于，包括：料箱盖(1)、固态肥料料箱(2)、施肥管道(3)、施肥量控制阀(4)、四方轴(5)、电钻(6)、固态颗粒引流壳(7)、施肥夹头(8)、锥形空心钻(9)、电池(10)、第一销轴(11)、引流套筒(12)和第二销轴(13)；其中，料箱盖(1)与固态肥料料箱(2)通过螺纹旋接；所述固态颗粒引流壳(7)的上部为具有弹性的薄片环绕而成的未封闭的中空圆柱体，固态颗粒引流壳(7)的下部为中空圆柱体，在固态颗粒引流壳(7)的侧壁上开有进料口；固态颗粒引流壳(7)的下部穿过电钻(6)的夹头套接在电钻(6)的外壳上，固态颗粒引流壳(7)的上部套在电钻(6)的机体上；电池(10)安装在电钻(6)上，为电钻(6)供电；固态肥料料箱(2)的出料口通过施肥管道(3)与固态颗粒引流壳(7)的进料口相连；在施肥管道(3)上设置施肥量控制阀(4)，用于控制施肥量；所述四方轴(5)安装在电钻(6)的夹头上，施肥夹头(8)通过四方轴(5)固定安装在电钻(6)的夹头上，并通过第一销轴(11)限制施肥夹头(8)沿四方轴(5)的轴向移动；所述引流套筒(12)安装在施肥夹头(8)的下部外壁上，用于将固态肥料引入到施肥夹头(8)内；所述锥形空心钻(9)通过第二销轴(13)安装在施肥夹头(8)的下部；所述锥形空心钻(9)由中空圆柱体和侧壁具有若干螺旋叶片的中空圆台一体成型而成；所述若干螺旋叶片交汇点为中空圆台的侧面延伸的交点；螺旋叶片的螺旋线沿中空圆台的侧面旋转一周为一个导程，螺旋叶片的导程大于中空圆台的高度；所述中空圆台的锥度小于20°。
2.如权利要求1所述的锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，其特征在于，所述施肥量控制阀(4)包括施肥量控制通道(14)和施肥量控制卡(15)；其中，施肥量控制通道(14)为中空圆柱体，其中空圆柱体的轴线和施肥量控制通道(14)几何轴线不重合；施肥量控制通道(14)的中部具有凹槽，在凹槽上左右对称设有导轨(16)；所述施肥量控制卡(15)的下部为圆柱体，圆柱体侧面上具有连接柱，连接柱上端连接弧形手柄；施肥量控制卡(15)下部的圆柱体的柱面左右两侧具有槽孔(17)；肥量控制通道(14)上的导轨(16)与施肥量控制卡(15)上的槽孔(17)配合，施肥量控制卡(15)沿导轨(16)上下移动，实现施肥量的控制。
3.如权利要求1所述的锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，其特征在于，所述施肥夹头(8)为中空圆柱体，其上部沿轴线方向开有四方孔，用于与四方轴(5)配合，在圆周处开有销孔，用于安装第一销轴(11)，使施肥夹头(8)固定在四方轴(5)上；施肥夹头(8)的中部侧壁上均匀开有若干肥料引流孔和一个环型凹槽；施肥夹头(8)的下部开有圆柱孔，其侧壁上开有销孔，用于安装第二销轴(13)。
4.如权利要求3所述的锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，其特征在于，所述施肥夹头(8)的中部侧壁上均匀开有若干肥料引流孔的个数为四个。
5.如权利要求3所述的锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，其特征在于，所述引流套筒(12)为上口大下口小的套筒，引流套筒(12)的下端内壁具有凸缘，引流套筒(12)的凸缘与施肥夹头(8)的环型凹槽配合。
6.如权利要求1所述的锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，其特征在于，所述螺旋叶片的数量为三片。
7.如权利要求1或6所述的锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，其特征在于，所述螺旋叶片的螺旋线为等距螺旋线，螺旋叶片的一个导程为3倍螺距。
8.如权利要求1所述的锥形空心麻花钻固态颗粒施肥装置，其特征在于，所述中空圆台的锥度优选值至10°。
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